Искар България: Новите технологии на Iscar за режещи инструменти отговарят на предизвикателствата с поскъпващия волфрам

„Цената е това, което плащате, а стойността – това, което получавате.“
Уорън Бъфет, американски инвеститор, предприемач и един от най-успешните финансови мениджъри в света

Съвременното машиностроене е изправено пред сериозно предизвикателство, породено от непрекъснатото нарастване на цените на волфрама – стратегическа суровина, която е в основата на производството на твърдосплавни режещи инструменти. Докато предприятията търсят начини да ограничат производствените разходи, необходимостта от запазване на висока производителност и прецизност поставя производителите на инструменти пред задачата да разработват все по-ефективни и икономически изгодни решения.

„В същото време именно режещите инструменти – макар да представляват сравнително малък дял от общите производствени разходи – оказват съществено влияние върху производителността, себестойността на детайлите и конкурентоспособността на предприятията. Затова производителите на инструментална екипировка като Iscar насочват усилията си към оптимизиране на конструкцията, намаляване на разхода на волфрамов твърдосплавен материал и удължаване на експлоатационния ресурс, без компромис с качеството на обработката“, коментираха пред Инженерcbg от Искар България.

Фиг. 1

Волфрамовият твърдосплавен материал остава стандарт в металообработващата индустрия

През последните десетилетия волфрамовият твърдосплавен материал окончателно се утвърди като основен за изработването на режещи инструменти. Благодарение на значително по-високата твърдост, износоустойчивост и термична устойчивост в сравнение с бързорежещата стомана (HSS), твърдосплавните инструменти позволяват работа при значително по-високи скорости на рязане, което увеличава производителността и коефициента на отнемане на метал (MRR).

„Сериозен принос за това има и развитието на технологиите за нанасяне на защитни покрития. Тънкослойни покрития с по-висока микротвърдост от тази на твърдосплавната основа значително подобряват устойчивостта на абразивно износване без да намаляват якостта на материала. В резултат на това съвременните твърдосплавни инструменти – както монолитни, така и със сменяеми пластини – работят по-дълго, осигуряват по-висока надеждност и повишават производителността на обработката“, заявиха от Искар България.

Нарастващите цени на волфрама изискват нов подход

Въпреки технологичните предимства, световният пазар на волфрам е подложен на сериозен натиск. Основен производител е Китай, който осигурява приблизително 80% от световния добив. Всяка промяна в експортната политика, регулациите върху добива или международната логистика оказва непосредствено влияние върху цените на суровината. Допълнителен фактор е увеличеното потребление от секторите на електрониката, авиационната и отбранителната индустрия, както и нестабилната геополитическа обстановка.

„Тези процеси водят до нарастване на инвестициите в инструментална екипировка и мотивират производителите да търсят решения, които съчетават по-нисък разход на скъпия материал с максимална производителност и минимална себестойност на обработката“, продължиха коментара си от Искар България.

Фиг. 2

Алтернативни материали и нови технологии

Една от възможностите включва използването на алтернативи като композитни материали и материали на основата на керамични съединения. Те се отличават с по-висока твърдост и отлична термоустойчивост, но притежават по-ниска ударна якост и са чувствителни към нестабилни режими на рязане.

„Свръхтвърдите материали като кубичния борен нитрид (CBN) и поликристалният диамант (PCD) демонстрират изключителна устойчивост на износване, но високата им цена и ограничената област на приложение възпрепятстват тяхното масово приложение. CBN се използва предимно при обработване на закалени стомани, чугуни и високотемпературни сплави, докато PCD е предназначен основно за алуминиеви и медни сплави, както и за композитни материали“, обясниха от Искар България.

Паралелно с това непрекъснато се усъвършенстват технологиите за нанасяне на високоефективни износоустойчиви покрития. Новите поколения покрития осигуряват по-дълъг експлоатационен живот дори при намалено съдържание на волфрамов твърдосплавен материал, макар нанасянето им да изисква високотехнологично оборудване и допълнителни производствени инвестиции.

Конструктивна оптимизация за по-висока ефективност

Все по-важна роля играе конструктивната оптимизация на инструментите. Използването на съставни конструкции със сменяеми твърдосплавни режещи пластини позволява значително по-рационално използване на волфрама. Допълнително предимство са сменяемите пластини с увеличен брой режещи ръбове, които повишават степента на използване на твърдосплавния материал.

„Развитието на технологиите за прецизно леене, коване и шприцване също допринася за тази тенденция. Получаването на заготовки, които се доближават максимално до крайната форма на детайла, намалява необходимия припуск за механична обработка и съответно позволява използването на инструменти с по-малки пластини. Същевременно непрекъснато се усъвършенстват геометрията на режещите ръбове и механизмите за стружкообразуване и отвеждане, което подобрява процеса на рязане и увеличава експлоатационния ресурс“, добавиха от Искар България.

Фиг. 3

Иновативните решения на Iscar

Продуктовата гама MULTI-MASTER (фиг. 1) на Iscar използва модулна концепция със сменяеми твърдосплавни глави, като един държач може да работи с различни режещи глави, а всяка глава е съвместима с множество държачи. Това намалява разхода на волфрамов твърдосплавен материал, улеснява адаптирането към различни операции и съкращава необходимите инструментални запаси.

„Подобен принцип е приложен и при свредлата SUMOCHAM, които използват сменяеми режещи глави, монтирани върху държачи с различно изнасяне на инструмента. Конструкцията позволява избор на оптималния инструмент според дълбочината на пробиване, а разширяването на серията вече обхваща и операциите по челно разстъргване“, заявиха от Искар България.

И двете продуктови линии предлагат твърдо закрепване на режещата глава, осигуряващо динамични характеристики, сравними с тези на монолитните инструменти. Концепцията NO-SETUP-TIME позволява подмяна само на износената глава без демонтаж на инструмента и без повторно настройване, което значително намалява непродуктивното време на машината.

Миниатюризация, многофункционалност и максимално използване на режещия материал

„При фрезоването Iscar предлага решения като MICRO-3-FEED (фиг. 2) за фрезоване с високо подаване (HFM), както и новите поколения на гамите HELITANG и HELI-3-MILL, използващи миниатюрни пластини за фрезоване на стъпала и рамена под 90°. Част от тези фрезови глави могат да се монтират върху държачите MULTI-MASTER или модулната система FLEXFIT, което значително разширява възможностите за приложение“, информираха от Искар България.

При струговането инструментите от серията LOGIQ-4-TURN използват двустранна пластина с размер 06 и четири режещи ръба, която може да бъде закрепвана както с винт, така и с лостов механизъм. За плитки проходи при стандартното ISO струговане е разработена серията FLASH-TURN, чиито пластини са оптимизирани за максимално използване на режещите ръбове и за намаляване на стойността на обработката на един детайл.

Фиг. 4

За операциите по отрязване и канално струговане се препоръчва използването на серията DO-GRIP (фиг. 4) с тънки двустранни пластини с два използваеми режещи ръба и ширина от 0.8 до 1.2 mm, което осигурява минимални загуби както на твърдосплавен материал, така и на материала на детайла. Допълнение към тази концепция е серията PENTACUT, чиито миниатюрни звездовидни пластини с диаметър на вписаната окръжност 17 mm и полезна ширина 1.5–2.5 mm предлагат пет режещи ръба и значително повишават рентабилността.

„Особено впечатляваща е многофункционалната система QUICK-D-MILL (фиг. 5), която комбинира възможностите за пробиване и фрезоване. Фрезите с два режещи зъба използват две правоъгълни сменяеми твърдосплавни пластини, всяка с четири използваеми режещи ръба, пригодени както за челно, така и за периферно рязане. При пробиване работи един ефективен зъб, а при фрезоването – два. Инструментите се предлагат с диаметри от 16 до 32 mm, включително варианти като глава за системата MULTI-MASTER с вътрешно подаване на смазочно-охлаждаща течност под високо налягане (HPC)“, допълниха още от Искар България.

Фиг. 5

Нарастващите цени на волфрама променят приоритетите в металообработването, но същевременно стимулират развитието на нови инженерни решения. Комбинацията от усъвършенствани покрития, оптимизирана конструкция, модулни системи, миниатюризирани пластини и многофункционални инструменти доказва, че намаляването на разходите не е задължително свързано с компромис в производителността. Напротив – чрез интелигентно използване на твърдосплавния материал и внедряване на иновативни конструктивни концепции производителите могат едновременно да ограничат разходите за инструментална екипировка, да увеличат експлоатационния ресурс и да повишат ефективността на съвременните производствени процеси.

Източник на снимковия материал: Искар България, Iscar